專項訓練八科學探究與化學實驗一、選擇題(本大題包括9小題,每小題2分,共18分)1(2022安徽)完成“一定溶質質量分數的氯化鈉溶液的配制”和“粗鹽中難溶性雜質的去除”兩個實驗,都必需用到的儀器是() A.玻璃棒B.酒精燈 C.漏斗 D.試管2(2022泰安)規范的實驗操作是實驗成功和安全的重要保證。下列實驗操作正確的是() A.振蕩試管B.CO2的驗滿 C.配制氯化鈉溶液D.熄滅酒精燈3(2022棗莊)下列有關液體的實驗操作中,正確的是() A.取液B.加熱 C.稀釋D.過濾4(2022荊州改編)下列實驗方案能達到實驗目的的是()實驗目的實驗方案A檢驗集氣瓶中O2是否收集滿將帶火星的木條伸入集氣瓶內B除去KCl溶液中混有的K2SO4滴加適量Ba(OH)2溶液后過濾C鑒別CH4、H2兩種無色氣體點燃氣體,分別在火焰上方罩一個干燥的冷燒杯D鑒別稀鹽酸和蒸餾水取樣,分別滴加紫色石蕊溶液5(2022昆明)下列實驗方案設計正確的是()選項實驗目的實驗方案A檢驗某物質中是否含有Na2CO3加入足量稀鹽酸,觀察是否產生氣泡B分離木炭粉和鐵粉的混合物加入足量稀硫酸,過濾、洗滌、干燥C除去O2中混有的CO(質量比為1∶1)先通過灼熱CuO,再通過足量NaOH溶液,干燥D除去CuCl2溶液中混有的NaCl加入足量NaOH溶液,過濾,向濾渣中加入適量稀鹽酸6(2021云南)下列實驗方案錯誤的是() 探究NH4NO3溶解時的溫度變化 B.配制一定溶質質量分數的NaCl溶液 C.驗證木炭的還原性 D.探究鐵生銹的條件7(2022武漢)實驗是學習化學的重要途徑。下圖均為初中化學探究實驗。 下列說法錯誤的是()A.圖甲驗證質量守恒定律時紅磷量不足,最終天平仍然保持平衡B.圖乙電解水一段時間后,管內液面高度:a>b>cC.圖丙反應后玻璃管內固體減少的質量小于生成氣體中氧元素的質量D.圖丁實驗可用于探究鐵生銹是否需要氧氣參與8(2022黃岡)下列實驗方案中不能達到相應實驗目的的是()選項實驗目的實驗方案A探究可燃物燃燒需要氧氣向盛有80℃熱水的兩只燒杯中各放入一小塊兒白磷,然后用導管對準其中一塊白磷通入氧氣,觀察現象B除去氧化鈣中少量的碳酸鈣高溫煅燒C鑒別NaCl、NaOH與NH4NO3三種固體取等量樣品,分別溶于同溫等體積水中,測量固體溶解后溶液的溫度D檢驗CO2氣體中是否混有HCl氣體通入紫色石蕊試液,觀察溶液是否變紅9(2022寧波)下列實驗方案不能達到實驗目的的是()選項實驗目的實驗方案A鑒別醬油和食醋聞氣味B檢驗氫氧化鈉是否變質溶于水,滴加酚酞試液C探究水的組成檢驗水電解后產生的氣體D粗鹽提純溶解、過濾、蒸發二、實驗及探究題(本大題包括8小題,共57分)10(2022寧波)(4分)久置的鎂帶表面會有一層灰黑色固體。為了測量久置鎂帶中金屬鎂的質量分數,同學們提出了兩種實驗方法:物理方法:取一定質量的鎂帶,用砂紙打磨,除盡表面的灰黑色固體,根據剩余固體質量計算金屬鎂的質量分數。化學方法:取一定質量的鎂帶,與足量的稀硫酸反應,根據測得生成氣體的體積計算金屬鎂的質量分數。(1)經討論,同學們否定了物理方法。理由是:打磨過程中 。

(2)常溫常壓下氫氣密度已知,因此大家認為化學方法可行。(老師提示:鎂與稀硫酸反應放熱;灰黑色固體除了氧化鎂之外,還存在少量堿式碳酸鎂[MgCO3·Mg(OH)2],它與酸反應會產生CO2氣體;堿石灰是CaO和NaOH的混合物)同學們從下列裝置中選擇合適的裝置,組裝并進行實驗。A B C D①圖C、D虛線框內有一種測量液體體積的儀器(未畫出),該儀器是。

②完成該實驗應選擇的裝置為(填字母)。

③結合實驗方法和選擇的裝置分析,會造成實驗結果不準確的是。

A.加入稀硫酸不足,鎂帶有剩余B.裝置氣密性不好C.反應結束,立即讀數11(2021邵陽)(9分)化學科技小組的同學進行了某探究實驗,將一定量的鋅粉投入硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中,充分反應后過濾,得到濾渣和藍色濾液。(1)寫出鋅粉與硝酸銅反應的化學方程式:。

(2)探究藍色濾液的成分【提出問題】藍色濾液中溶質的成分是什么?【作出猜想】猜想一:Zn(NO3)2;猜想二:Zn(NO3)2和Cu(NO3)2;猜想三: 。

上述猜想中,該小組有同學直接判斷猜想一不合理,理由是

。

【實驗設計】為進一步驗證上述猜想,科技小組的同學設計了如下實驗。實驗操作實驗現象實驗結論相關化學方程式取少量藍色濾液于試管中,滴加①

②

猜想三成立③

【結論分析】猜想三成立,則濾渣中一定含有。

12(2022黃石)(5分)球形干燥管在填充了干燥劑后可以對氣體進行干燥。請根據下列兩個實驗回答相關問題:圖1圖2實驗(Ⅰ)(圖1)(1)球形干燥管內應填充。

A.濃硫酸B.堿石灰固體(2)儀器b的名稱是。

(3)使用裝置C收集氣體的方法是法。

實驗(Ⅱ)(圖2)(4)實驗室不能利用圖2組合裝置制取的氣體是。

A.H2B.O2C.CO2(5)圖2組合裝置的優點是

。

13(2022天津)(7分)化學是一門以實驗為基礎的科學。(1)根據下列裝置圖回答:①寫出儀器a的名稱: 。

②實驗室用高錳酸鉀制備并收集氧氣,應選用的裝置為(填序號)。

③實驗室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳,應選用的裝置為(填序號),反應的化學方程式為。

④做實驗時,不慎碰倒酒精燈,酒精在桌面上燃燒起來,用濕抹布蓋在燃燒的酒精上,火焰熄滅。火焰熄滅的原因是降低了溫度和(填序號)。

A.隔絕空氣 B.降低著火點 C.清除可燃物(2)下列選項中,對相應實驗描述正確的是(填序號)。

選項實驗實驗描述A蠟燭由低到高依次熄滅,說明通常狀況下二氧化碳不燃燒,不支持燃燒,密度比空氣的大B燒杯中飽和石灰水變渾濁,說明氫氧化鈉固體溶于水吸收熱量使燒杯中溶液溫度降低C水溶液呈紫色,汽油的顏色不變,說明同一物質在不同溶劑中溶解性不同14(2021嘉興)(4分)小嘉用H2O2溶液制取氧氣時,在燒瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2,再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。為什么要加入50毫升水呢?查閱資料發現:在不加入水時,若注入H2O2溶液速度過快,反應會過于劇烈而引發事故。【提出問題】水是如何減緩該反應速度的呢?【建立假設】水可以降低H2O2溶液濃度,從而減緩反應速度。【實驗方案】他利用如圖裝置,在相同條件下,分別用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液進行實驗,觀察并比較。【實驗結論】加水降低了H2O2溶液的濃度,使反應速度變慢。【交流反思】(1)為了更好地比較反應的快慢,需控制三次實驗中滴加H2O2溶液的相同。

(2)判斷產生氧氣的速度時,可以通過觀察產生氣泡的快慢,還可以比較

。

【繼續探究】針對提出的問題,他又利用如圖裝置,用3%的H2O2溶液分別在0℃、20℃和60℃的條件下進行實驗。進行該實驗所基于的假設是

。

15(2022黃岡)(7分)2021年12月9日“天宮課堂”開講,航天員王亞平帶來了有趣的“太空泡騰片實驗”,地面上的同學同步做了對照實驗并進行了如下拓展探究。【查閱資料】某品牌維生素C泡騰片的主要成分:維生素C輔料:碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸氫鈉、蔗糖、檸檬酸、橙味香料等。該泡騰片中含有的營養素除了

外,還含有糖類、無機鹽等。【對照實驗】同學們將該泡騰片放入盛有水的燒杯中,觀察到與太空中相似的實驗現象:有大量氣泡產生,同時聞到橙汁香味。從分子的角度解釋能聞到橙汁香味的原因:。

拓展探究一:探究氣泡中氣體成分。【提出猜想】該氣泡中可能含有CO2。猜想依據是。

【設計實驗】實驗步驟實驗現象實驗結論向盛有該泡騰片的試管中加入一定量的水,塞上帶導管的橡皮塞,并將導管另一端通入裝有澄清石灰水的試管中

氣泡中含有CO2拓展探究二:探究該泡騰片中二氧化碳源的質量分數ω的范圍(二氧化碳源是指與酸反應能產生二氧化碳的物質)。【設計實驗】利用下圖裝置進行探究(裝置氣密性良好;固定裝置已略去;堿石灰是氫氧化鈉和生石灰的混合物)。步驟如下:Ⅰ.稱取10.00g該泡騰片粉末裝入燒瓶中,松開彈簧夾K,通入一段時間空氣;Ⅱ.稱量裝置D質量為220.00g,夾上彈簧夾K,滴加足量的稀硫酸;Ⅲ.松開彈簧夾,再通入一段時間空氣;Ⅳ.稱量裝置D質量為220.88g。【討論解釋】步驟Ⅲ中通入空氣的目的是。

【實驗結論】該泡騰片中二氧化碳源的質量分數ω的范圍是。

16(2022隨州)(10分)化學實驗探究。活動一:下列是初中化學中的重要實驗,請回答:(1)實驗甲,測定空氣里氧氣的含量:若紅磷的量不足,可能導致測得氧氣的體積分數(填“偏大”或“偏小”)。

(2)實驗乙,“見微知著”探究分子運動現象的實驗:可觀察到(填“A”或“B”)燒杯中溶液變紅。

(3)實驗丙,鐵釘銹蝕條件的探究:對照①②③,表明鐵生銹的主要條件是與空氣中的直接接觸。

(4)實驗丁,探究滅火的原理:向燒杯中倒入適量的鹽酸,蠟燭火焰熄滅,滅火的原理是 。

活動二:用如右圖所示噴泉實驗裝置研究CO2與NaOH溶液的反應。將NaOH溶液擠入燒瓶,振蕩,打開止水夾K,水倒吸入燒瓶,形成噴泉,燒瓶內溶液呈紅色。(1)CO2與NaOH溶液反應的化學方程式為。

(2)水倒吸入燒瓶的原因是燒瓶內壓強(填“>”或“<”)外界大氣壓。

(3)實驗結束后,取燒瓶內溶液少許于試管中,滴加足量的稀鹽酸,可能觀察到的現象有

。

活動三:某校實驗小組用“數字化學”探究NaOH溶液與稀硫酸反應過程中pH的變化。測定結果如下圖所示。(1)該實驗是將甲溶液滴入乙溶液中,乙溶液為。

(2)a點時,燒瓶內溶液中所含粒子的數目關系:N(Na+)2N(SO42-)(N表示粒子的數目,填“>”“=”或“<”)17(2022福建)(11分)ZB是常用的阻燃劑。已知:Ⅰ.用硼酸(H3BO3)與ZnO、H2O合成ZB,ZB的組成會受溫度等合成條件的影響。Ⅱ.ZB受熱,先釋放出水;當溫度高于350℃,生成ZnO和B2O3固體;繼續升溫到400℃以上,B2O3熔化為玻璃態物質。(1)ZB能起阻燃作用的原因是(寫一種)。

(2)為研究溫度對合成的ZB組成的影響,研究小組在不同溫度下制取ZB。實驗如下:m(H3BO3)/gm(ZnO)/gV(H2O)/mLt/℃實驗1281010094實驗2x1010098實驗328y100102x、y分別為和。

(3)為檢測102℃時合成的ZB含水的質量分數,某同學利用下圖裝置(夾持儀器已略)進行實驗。①需要不斷通入干燥空氣的目的是

。

②實驗時,需要稱量獲得的數據有:ZB樣品的質量、 的質量。

(4)為評估102℃時合成的ZB的阻燃性能,進行木材粉末灼燒殘重實驗:某溫度下,灼燒質量相同的兩份干燥的木材粉末(一份經ZB處理)30min,測量殘留固體質量;調整溫度,重復實驗,得到木材粉末灼燒后固體殘留率(w)隨溫度變化關系如下圖。(注:w=殘留固體質量木材粉末質量×100%;殘留固體質量已扣除ZB的殘余質量①低于200℃時,兩份木材粉末質量均保持不變的原因是

。

②圖中曲線(填“a”或“b”)對應的木材粉末是經ZB處理的,判斷的理由是

。

(5)為尋找阻燃性能最佳的ZB的合成溫度,應開展的實驗是

。

專項訓練八科學探究與化學實驗1.A【解析】“一定溶質質量分數的氯化鈉溶液的配制”實驗的步驟為:計算、稱量、量取、溶解、裝瓶貼標簽,需要用到的儀器有天平、藥匙、量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、試劑瓶等。“粗鹽中難溶性雜質的去除”實驗的步驟為:溶解、過濾、蒸發結晶,需要用到的儀器有燒杯、玻璃棒、藥匙、漏斗、鐵架臺(帶鐵圈)、蒸發皿、酒精燈等。兩個實驗都必需用到的儀器有玻璃棒、燒杯、藥匙等,故選A。本題難度不大,掌握配制一定溶質質量分數的溶液的基本步驟、粗鹽提純的原理及兩個實驗所需儀器是解題的關鍵。2.D【解析】振蕩試管時要用手腕的力量左右振蕩,A錯誤;檢驗二氧化碳是否收集滿時,應將燃著的木條放在集氣瓶口,不能伸入瓶內,B錯誤;量筒只能用于量取一定體積的液體,不能用來配制溶液,配制溶液應在燒杯中進行,C錯誤。3.C【解析】選項正誤分析A?取液后的滴管,應保持膠帽在上,不能平放或倒置,防止液體倒流,沾污試劑或腐蝕膠帽B?用酒精燈給試管內的液體加熱時,液體體積不能超過試管容積的三分之一,否則液體易濺出傷人C√稀釋濃硫酸時,應將濃硫酸沿燒杯壁緩慢倒入水中,并用玻璃棒不斷攪拌D?過濾時,應用玻璃棒引流,防止液體灑出4.D【解析】應將帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃,說明O2已收集滿,A不能達到實驗目的。Ba(OH)2溶液能和K2SO4反應生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鉀,能除去雜質K2SO4,但引入了新的雜質KOH,B不能達到實驗目的。CH4和H2燃燒均能生成水,將氣體點燃,分別在火焰上方罩一個干而冷的燒杯,燒杯內壁都會出現小液滴,無法鑒別兩種氣體,C不能達到實驗目的。稀鹽酸顯酸性,能使紫色石蕊溶液變紅色,蒸餾水顯中性,不能使紫色石蕊溶液變色,可以鑒別,D能達到實驗目的。5.D【解析】加入足量的稀鹽酸,能夠產生氣泡的物質不一定是碳酸鈉,也可能是活潑金屬等,A方案不正確;加入足量的稀硫酸,稀硫酸會與鐵粉反應生成硫酸亞鐵和氫氣,鐵被消耗掉了,不能達到分離的目的,B方案不正確;一氧化碳與灼熱的氧化銅反應生成銅和二氧化碳,反應生成的銅會與氧氣反應生成氧化銅,且在灼熱的環境中CO和O2會反應生成CO2,除去雜質的同時也除去了原物質,C方案不正確;除去CuCl2溶液中混有的NaCl,加入足量的氫氧化鈉溶液,氫氧化鈉與氯化銅反應生成氫氧化銅沉淀和氯化鈉,過濾,濾渣為氫氧化銅沉淀,向濾渣中加入適量稀鹽酸,鹽酸與氫氧化銅反應生成氯化銅和水,可以達到實驗目的,D方案正確。6.B【解析】硝酸銨溶于水時吸收熱量,溶液溫度降低,A正確;配制一定溶質質量分數的溶液時,溶解過程不能在量筒中進行,B錯誤;氧化銅能被還原劑還原為銅,可利用木炭和氧化銅的反應來驗證木炭的還原性,C正確;可通過設計鐵釘只與水接觸(不生銹)、只與氧氣接觸(不生銹)、與氧氣和水同時接觸(生銹)三個實驗來探究鐵生銹的條件,D正確。7.B【解析】圖甲實驗裝置密閉,反應前物質的總質量等于反應后物質的總質量,紅磷的量不影響實驗,最終天平仍然保持平衡,A正確。圖乙電解水時,正、負極產生氣體的體積比是1∶2,一段時間后管內液面高度應該是:c>a>b,B錯誤。圖丙實驗中發生反應的化學方程式為CO+CuOCu+CO2,反應后玻璃管內固體減少的質量是生成氣體中氧元素質量的一半,所以反應后玻璃管內固體減少的質量小于生成氣體中氧元素的質量,C正確。圖丁實驗是對比實驗,變量只有氧氣,一段時間后,左側試管內鐵絲不生銹,右側試管內鐵絲生銹,可用于探究鐵生銹是否需要氧氣參與,D正確。8.D【解析】A選項,兩塊白磷都在80℃的熱水中,溫度均達到了白磷的著火點,對準其中一塊通入氧氣,發生燃燒,是否有氧氣為唯一變量,可以探究可燃物燃燒需要氧氣,能達到實驗目的;B選項,碳酸鈣高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳,高溫煅燒可以除去氧化鈣中的碳酸鈣,能達到實驗目的;C選項,NaCl溶于水,溶液溫度無明顯變化,NaOH溶于水放熱,溶液溫度升高,NH4NO3溶于水吸熱,溶液溫度降低,取等量樣品溶于同溫等體積水中分別測量溫度,可以鑒別這三種物質,能達到實驗目的;D選項,CO2與HCl溶于水都顯酸性,都能使紫色石蕊試液變紅,將氣體通入紫色石蕊試液不能確定CO2氣體中是否混有HCl氣體,不能達到實驗目的。9.B【解析】變質后的氫氧化鈉中含有碳酸鈉,氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液均顯堿性,均能使酚酞試液變紅色,溶于水,滴加酚酞試液不能檢驗氫氧化鈉是否變質,B不能達到實驗目的。10.(1)鎂會被磨掉(2)①量筒(或量杯)②ABC③ABC11.(1)Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu(2)【作出猜想】Zn(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3濾液顯藍色,肯定含有硝酸銅【實驗設計】①稀鹽酸②產生白色沉淀③HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3(合理即可,與①對應)【結論分析】Ag12.(1)B(2)錐形瓶(3)向上排空氣(4)B(5)可以控制反應的發生和停止【解析】(4)題圖2組合裝置是固液常溫型發生裝置,球形干燥管內放的是較大顆粒或塊狀固體。實驗室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣,鋅粒是較大的顆粒,能放置在球形干燥管內;實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣,二氧化錳是粉末狀固體,不能放置在球形干燥管內;實驗室用大理石(或石灰石)和稀鹽酸制取二氧化碳,大理石(或石灰石)是塊狀固體,能放置在球形干燥管內。13.(1)①集氣瓶②AC(或AD)③BDCaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑④A(2)AC14.【交流反思】(1)速度(2)相同時間內收集到氧氣的體積(合理即可)【繼續探究】水可以降低溫度,減緩反應的速度【解析】【交流反思】(1)分析實驗目的,為更好地比較反應的快慢,需控制三次實驗中滴加過氧化氫溶液的速度相同。(2)判斷產生氧氣的速度時,還可比較相同時間內收集到氧氣的體積或收集到等體積氧氣所需的時間。該題的難點在于對實驗方案設計依據的分析。在不同溫度條件下進行實驗,是在探究溫度對反應速度的影響。根據題干提出的問題“水是如何減緩該反應速度的呢?”,可知若溫度對反應速度有影響,則可能是水導致的溫度變化從而引起反應速度變化。15.【查閱資料】維生素【對照實驗】分子在不斷運動【提出猜想】碳酸鹽與檸檬酸反應產生CO2(合理表述即可)【設計實驗】有氣泡產生,澄清石灰水變渾濁(合理表述即可)【討論解釋】使生成的CO2氣體全部被D裝置中的NaOH溶液吸收(合理表述即可)【實驗結論】16.8%<ω<21.2%(或0.168<ω<0.212)【解析】拓展探究二:實驗通過測量二氧化碳源與硫酸反應生成的二氧化碳質量,來計算二氧化碳源的質量分數。各裝置用途如下:裝置A用于吸收空氣中的CO2,防止其進入后續裝置;裝置B是二氧化碳源與硫酸的反應裝置;裝置C吸收水分,防止其進入裝置D中;裝置D吸收CO2;裝置E可防止空氣中的二氧化碳和水分進入裝置D中。各實驗步驟的目的如下:Ⅰ.測定泡騰片反應前的質量,通入空氣,使裝置中原有的CO2被裝置D充分吸收;Ⅱ.稱量二氧化碳源與硫酸反應前裝置D的質量,關閉K,避免產生的CO2被裝置A吸收;Ⅲ.反應完畢后,打開彈簧夾K,通入一段時間空氣,確保反應生成的CO2被裝置D完全吸收;Ⅳ.稱量反應后裝置D的質量,與第Ⅱ步稱量值的差即反應產生的CO2質量,為220.88g-220.00g=0.88g。【實驗結論】由上述分析可知生成的CO2質量為0.88g,泡騰片中的Na2CO3(相對分子質量106)、CaCO3(相對分子質量100)、NaHCO3(相對分子質量84)均可與H2SO4反應生成CO2,CaCO3的相對分子質量在NaHCO3和Na2CO3之間,可假設二氧化碳源全部為Na2CO3或NaHCO3來計算ω的范圍。計算過程如下:①假設二氧化碳源全部為Na2CO3,質量為x,則有Na2CO3~CO2106 44x 0.88g10644=解得x=2.12g,此時ω=2.12g10.00g②假設二氧化碳源全部為NaHCO3,質量為y,則有NaHCO3~CO284 44y 0.88g8444=解得y=1.68g,此時ω=1.68g10.00g×100%=16.8%;所以16.8%<ω<21.2%當混合物中物質種類較多,需測定生成物或者混合物中某一物質的質量范圍時,可假設生成或消耗質量最多與最少兩種情況,求出上限值與下限值,從而求出范圍。16.活動一:(1)偏小(2)B(3)O2和H2O[或氧氣和水(水蒸氣)](4)隔絕氧氣(或空氣)活動二:(1)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(2)<(3)有氣泡產生,溶液(由紅色)變為無色活動三:(1)NaOH溶液(2)=【解析】活動一:(1)紅磷的量不足,空氣中的氧氣不能被完全消耗,從而使測得的氧氣的體積分數偏小。(2)A燒杯內的濃氨水具有揮發性,揮發出的氨分子運動到盛有酚酞溶液的B燒杯中,氨氣溶于水生成呈堿性的氨水,使無色酚酞溶液變紅。(3)①中鐵釘與水和氧氣同時接觸,生銹;②中鐵釘與水接觸,但未與氧氣接觸,不生銹;③中鐵釘與空